Domestic Sun

 

Otro enfoque de la producción eléctrica nos acerca a la idea dtpv00e lograr una pequeña fundición totalmente aislada (aprovechando la concentración de la energía del sol, excedentes eléctricos, gases calientes, etc)  y utilizar su radiación infrarroja.

Todos conocemos las células fotovoltaicas que generan corriente eléctrica gracias a los fotones de la radiación solar. Pero aquí se usarán las células termofotovoltaicas. Una célula termofotovoltaica (TPV, de sus siglas en inglés) funciona de forma idéntica a una célula solar: la absorción de fotones en un material semiconductor produce electrones que se suministran al exterior creando una corriente eléctrica. La diferencia radica en que el espectro de absorción, que en una célula TPV está desplazado al infrarrojo para convertir eficientemente la radiación térmica en vez de la radiación solar.

Cristales de silicio antes y después de su fundición

Cristales de silicio antes y después de su fundición

Entre las muchas aplicaciones de un dispositivo TPV, está la de generación de electricidad en sistemas de almacenamiento de energía térmica de alta temperatura. El ejemplo más representativo de estos sistemas es el de las centrales termosolares, donde la energía solar queda almacenada en forma de calor en sales fundidas. En estos sistemas se utilizan fluidos para transferir el calor almacenado a una turbina, que es la encargada de generar electricidad. El problema es que estos fluidos se degradan a temperaturas cercanas a los 450ºC, y por lo tanto existe un límite superior para la temperatura de operación de la central, lo cual limita a su vez la eficiencia de conversión y la densidad energética alcanzable por el sistema.
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Este problema se puede resolver si se emplean convertidores TPV en vez de turbinas, ya que estos dispositivos no requieren de fluidos de transferencia de calor y por lo tanto, permiten aumentar drásticamente la temperatura de operación de la central, por encima de los 1000ºC. Además, el empleo de dispositivos TPV tiene otras ventajas clave: Primero, al no tener partes móviles, permite un funcionamiento silencioso y con menores requerimientos de mantenimiento. Segundo, permiten alcanzar densidades de potencia (ratios de potencia-peso y potencia-volumen) muy elevadas. Estas dos características permiten concebir sistemas compactos y silenciosos que puedan instalarse de forma descentralizada y cerca de núcleos urbanos, no sólo en grandes centrales termosolares.
Una de las mayores ventajas de aumentar la temperatura de operación es la de poder utilizar materiales de alto punto de fusión como medio de almacenamiento térmico. Por lo general, estos materiales tienen un calor latente de cambio de fase muy elevado, lo cual permite almacenar una gran cantidad de energía por unidad de volumen. El silicio, con un punto de fusión de 1410ºC, tiene un calor latente de cambio de fase anómalamente alto de 1.2 MWh/m3, lo cual le permite almacenar unas diez veces más energía por unidad de volumen que las sales empleadas actualmente. Cómo referencia de escala, en unos 25 litros de silicio se podrían almacenar 30 kWh, que es toda la energía consumida en una vivienda española, incluyendo electricidad y calefacción. A este potencial se une el hecho de que el silicio es un material barato y abundante, el segundo más abundante en la corteza terrestre(después del oxígeno) y que tiene una conductividad térmica elevada (25-50 W/m-K), lo cual permite extraer el calor eficientemente sin emplear encapsulados sofisticados, necesarios en el caso de las sales.

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Fuente: www.agenciasinc.es